Продольная дифференциальная токовая защита основана на принципе сравнения токов в начале и конце защищаемого участка. Для силового трансформатора это участок между трансформаторами тока, установленными на высшей и низшей его сторонах. Дифференциальная защита надежна, обладает высокой чувствительностью и является быстродействующей, так как по условиям селективности для нее не требуется выдержка времени.

При установке дифференциальной защиты на трансформаторах необходимо учитывать то, что первичные и вторичные обмотки силовых трансформаторов имеют разные схемы соединения, поэтому их токи имеют сдвиг по фазе. Для его компенсации вторичные обмотки трансформаторов тока должны иметь схему соединения, обратную схеме соединения обмоток защищаемого трансформатора;

    Если при дифференциальной защите ЛЭП ток небаланса определяется только погрешностями трансформаторов тока, то при дифференциальной защите трансформаторов неравенство токов обуславливается:

1.  броском тока в питающей обмотке при включении трансформатора под напряжение.

2. погрешностями трансформаторов тока;

3. неравенством сравниваемых первичных токов;

4. изменением коэффициента трансформации силового трансформатора при автоматическом регулировании напряжения (РПН);

При включении силового трансформатора в его первичной обмотке происходит появление броска тока намагничивания, максимальные мгновенные значения которого достигают 6-8 кратных значений амплитуды номинального тока. Время полного затухания переходного тока намагничивания 0,3-0,5 сек. Отстройка дифференциальной защиты от бросков тока намагничивания является первым условием при выборе тока срабатывания. В этом случае другими слагающими тока небаланса, малыми по сравнению с I_бр.нам. можно пренебречь.

Отстройка защиты от броска тока намагничивания достигается загрублением защиты по току срабатывания или включением реле через промежуточные насыщающиеся трансформаторы тока. При этом ток срабатывания выбирают исходя из значения номинального тока трансформатора по условию

    (2.13)

В зависимости от используемых реле и способа отстройки коэффициент  принимается равным 0,3-4,5.

Разнотипность трансформаторов тока, установленных со стороны высшего и низшего напряжений, обуславливает различие их характеристик намагничивания и в связи с этим приводит к появлению составляющей тока небаланса I_нб.пгр, определяемого полной погрешностью трансформаторов тока ε(%):

          (2.14)

Расчетные коэффициенты трансформации трансформаторов тока выбираются из равенства абсолютных значений сравниваемых вторичных токов. Получающиеся расчетные коэффициенты в общем случае отличаются от коэффициентов трансформации, которые принимаются по шкале номинальных токов как ближайшие большие. В связи с этим токи в цепях циркуляции могут быть различными и обуславливают дополнительную составляющую тока небаланса:

                 (2.15)

выравнивание величин вторичных токов в плечах дифференциальной защиты достигается подбором коэффициентов трансформации трансформаторов тока и параметров промежуточных автотрансформаторов или уравнительных обмоток реле с насыщающимися трансформаторами

Регулирование коэффициента трансформации нарушает соотношение между первичными токами силового трансформатора, что приводит к появлению дополнительной составляющей тока небаланса, пропорциональной диапазону изменения напряжения в одну сторону от номинального:

                     (2.16)

В худшем случае все рассмотренные составляющие складываются арифметически, образуя при внешнем коротком замыкании максимальный расчетный ток небаланса:

                       (2.17)

При максимальных , ,  и

(2.18)

Выражение определяет второе условие выбора тока срабатывания:

(2.19)

Ток срабатывания принимают большим из двух полученных значений. Коэффициент чувствительности, определяемый при двухфазном коротком замыкании на выводах низшего напряжения трансформатора, должен быть . допускается снижение коэффициента чувствительности до значения .

   Дифференциальная токовая отсечка..

Отсечка (рис. ) является наиболее простой из дифференциальных защит трансформаторов 

          Iсз.= Котс*Iт.ном.(первое усдовие) (2.20)      Котс.= 3 – 4,5.

         Iсз. = Котс.* Кi * Iнб.рсч.макс (второе условие) (2. 20)

         Iнб.рсч.макс.= 0,41 Iк.вн.макс./ Кi Котс.= 1,3.

Из двух полученных значений выбирают большее.

Коэффициент чувствительности:

                   Кч.= 1,5.

40 Дифференциальная токовая защита с реле с насыщающимися трансформаторами РНТ.(рис.2.7)

Реле РНТ применяются в том случае, если чувствительность токовой отсечки недостаточна или требуются дополнительные устройства для выравнивания токов в схеме с реле косвенного действия. Расчет параметров защиты начинается с предварительного определения тока срабатывания

По условиям отстройки от броска тока намагничивания

Iс.з.= 1,3*Iт.ном.                     (2.21)

По условиям отстройки от максимального первичного тока небаланса, с учетом того, что для защиты с НТТ К_АП = 1,0 , а составляющая тока небаланса f_врв первом приближении не учитывается

Iс.з. = 1,3* ( + Uрег.)* Iк.вн.макс.(2.22)

Расчетным по чувствительности является двухфазное КЗ на стороне низшего напряжения в минимальном режиме работы питающей системы и при максимальном сопротивлении защищаемого трансформатора. Если чувствительность оказывается достаточной Кч = 1,5 то расчет параметров защиты продолжают.

Таблица 2.1

Наименование величины	Расчетные выражения для сторон
	Высшего напряжения (ВН)	Низшего напряжения (НН)
1. Первичный номинальный ток защищаемого трансформатора, А
2. Схема соединения обмоток защищаемого трансформатора Y/Δ-11	Y	Δ
3. Схема соединения трансформаторов тока	Δ	Y
4. Коэффициент схемы kсх(3)		1
5. Коэффициент трансформации трансформаторов тока
6. Вторичный ток в плечах защиты, соответствующий номинальной мощности трансформатора, А
7. Ток срабатывания реле, А
8. Расчетное число витков обмотки НТТ реле для основной стороны защищаемого трансформатора; обычно за основную сторону принимается сторона с большим током срабатывания Iс.р.осн(Iс.р.I или Iс.р.II)
9. Предварительно принятое число витков для основной стороны	- принимается ближайшее меньшее число витков по отношению к
10. Расчетное число витков НТТ реле для неосновной стороны	, здесь токи взяты из п. с учетом того, какая из сторон трансформатора принята за основную
11. Предварительно принятое число витков обмотки НТТ реле для неосновной стороны	- принимается ближайшее целое число
12. Составляющая первичного тока небаланса Iнб.вр1, обусловленная округлением расчетного числа витков неосновной стороны, А
13. Первичный расчетный ток небаланса Iнб.рсч max1 с учетом составляющей Iнб.вр1, А
14. Уточненное значение тока срабатывания реле на основной стороне, А
15. Уточненное значение тока срабатывания защиты на основной стороне, А	, здесь  может быть или , или , а  - или , или 1 в зависимости от того, какая из сторон принята за основную
16. Действительное значение коэффициента отстройки

Действительный коэффициент отстройки должен быть не менее 1,3. если он меньше 1,3, то следует принять для основной стороны новое число витков, меньше по сравнению к принимавшемуся ранее. Затем повторить расчет по пунктам 10 – 16. Для окончательно выбранного тока срабатывания защиты определяется значение коэффициента чувствительности. При этом чувствительность защиты с реле РНТ может оказаться недостаточной. В таких случаях дифференциальная защита выполняется посредством реле с торможением.

Рисунок .2.7

Дифференциальная токовая защита с реле ДЗТ-11.(Рис.

Реле ДЗТ – 11 имеет одну тормозную обмотку. Если

двухобмоточный трансформатор имеет одностороннее питание тормозную обмотку следует присоединить к трансформатору тока питаем2.8ой стороны. Такое включение обеспечивает торможение только при внешних коротких замыканиях.

Таблица 2.2

Параметры	Формулы
Первичный ток срабатывания защиты из условия отстройки от броска тока намагничивания, А
Расчетный ток срабатывания реле, приведенный к стороне ВН, А
Число витков рабочей обмотки реле, включаемых в плечо защиты со стороны ВН: расчетное   принятое
Число витков рабочей обмотки реле, включаемых в плечо защиты со стороны НН: Расчетное     Принятое	- ближайшее к целое число
Число витков тормозной обмотки реле, включаемых в плечо защиты со стороны НН: расчетное   принятое	где ε=0,1; Δu – относительная погрешность, обусловленная РПН, принимается равной половине суммарного диапазона регулирования напряжения; α – угол наклона касательной к тормозной характеристике реле типа ДЗТ-11; tgα=0,75 , выбирается из ряда чисел 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 18, 24
Минимальное значение тока в реле при двухфазном КЗ на выводах НН: на среднем ответвлении РПН   на крайнем ответвлении РПН	Значения токов  и из табл.
Минимальное значение коэффициента чувствительности защиты при двухфазном КЗ на выводах НН: на среднем ответвлении РПН   на крайнем ответвлении РПН

Рисунок 2 8.